Устройство для контроля цифровых схем Советский патент 1982 года по МПК G06F11/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано для визуального контроля и индикации уровней логических сигналов.

По основному авт. св. № 788077 известно устройство для контроля цифровых схем, содержащее вентиль и токоограничивающий резистор, подключенный к первому входу индикатора, и эмиттерный повторитель, выход,которого подключен ко входу первого вентиля, а вход - ко входу второго вентиля, выход которого соединен со вторым входом индикатора и входами третьего и четвертого вентилей. Выходы первого и третьего вентилей соединены и подключены к третьему и четвертому входам индикатора, а выход четвертого вентиля соединен с остальными входами индикатора 1.

Недостатком известного устройства является то, что состояние Свободный вход и состояние Обрыв индицируются одинаково, что приводит к неоднозначности контроля и затрудняет работу оператора.

Кроме того, при контроле состояния Логический нуль , контролируемый вентиль дополнительно нагружается вытекающим током одного из вентилей устройства, что ограничивает его применение при работе с маломощными ТТЛ-схемами, так как вызывает их перегрузку.

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей устройства, т.е. дополнительное различие и отображение состояния Свободный вход при одновременном уменьшении влияния устройства на контролируемую схему.

э

Эта цель достигается тем, что устройство содержит второй и третий эмиттерные повторители, пятый и шестой вентили и резистор смещения, причем вход второго эмиттерного повторителя соединен со входом первого эмиттерного повторителя и через резистор смещения с общей шиной, а выход соединен со входом второго вентиля и через третий эмиттерный повторитель - со входом шестого вентиля, выход которого подключен к одному входу пятого вентиля, другие входы которого подключены к выходам соответственно третьего и четвертого вентилей, а выход - к одному из входов индикатора.

На фиг. 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 вид индикации всех контролируемых состояний.

Устройство содержит первый эмиттарный повторитель 1, первый 2, второй 3, третий 4 и четвертый 5 вентилл, индикатор 6, токоограничивающий резистор 7, второй 8 и третий 9 эмиттерныа повторители, пятый 10 и шеетой 11 вентили, резистор смещения 12 и входную шину устройства 13.

Устройство работает следующим образом.

Обрыв

В состоянии

когда входная шина 13 не контактирует с контро лируемой точкой, напряжение на ней определяется током, протекающим через резистор 12 и устанавливается равным +1В. При этом напряжение на выходе повторителя 1 равно разности мэжду входным напряжением и падением .напряжения на р-п-переходе транзистор V, , т.е-. 1-0,,3 В. Это напряжение меньше напряжения Un порога срабатывания всех интегральных ТТЛ-вентилей которое равно 1-4В.

Напряжение на выходе повторителя 8 равно сумме входного напряжения и падения напряжения на р-и-переходе транзистора Vj, , т.е. 1 + 0,7 - 1,7 В Это напряжение больше Оиf поэтому на выходе вентиля 3 - Логический нуль и вентили 4 и 5 закрыты. Так как вентили 2 и 4, выходы которых объединены по схеме Проводное ИЛИ закрыты, то. на шине 14 - высокий уровень и сегменты ct и -Ь индикатора б не светятся.

Так как на выходе закрытого вентклч 5 - высокий уровень, то сегменты с , d г е и - также не светятся.

Напряжение на выходе эмиттерного повторителя 9 равно напряжению на шине 13, так как, повьошаясь на 0,7В на эмиттере транзистора Vj , оно понижается на 0,7В на эмиттере транзистора Vj . Из-за того, что в состоянии Обрыв входное напряжение меньше U, вентиль 11 закрыт. Следовательно, все три входа вентиля 10 имеют высокие уровни и он открыт, что вызывает свечение сегмента g индикатора 6 (фиг. 2).

Если напряжение на шине 13 равно 2,4 В,(нижняя граница логической единицы), то напряжение на выходе пс вторителя 1 равно 2,4-0,,7 В, т. больше U)-,.

Следовательно, вентиль 2 открыт и светятся сегменты а и Ь индикатора 6 . Остальные сегменты индикатора б не светятся, так как напряжение на выходе эмит терного повторителя 8 равно 2, 4-t-O , 7 3,1 В, т.е. больше Ut,H вентиль 3 открыт,что вызывает закрывание вентиля 5. Вентиль 10 также закрыт логическим нулем с выхода вентиля 2 .

Если напряжение на шине 13 равно 0,4В (верхняя граница Логического нуля ), то напряжение на выходе повторителя 8 равно 0,4+0,,16 , что меньше U, , и вентиль 3 закрыт. При этом оба вентиля 2 и 4 открыты, и светятся сегменты о-, -fe , с , d , е и индикатора 6. Вентиль 10 при этом закрыт,и сегмент g не светится.

Если на вход устройства поступают прямоугольные импульсы, то устройство попеременно находится в состояJ |о, что вызьгйэет не1

нии прерывное свечение сегментов а и S и мигание сегментов с , d ,е и с частотой внешней генерации (фиг, 2).

Если входная шина 13 устройства контактирует со свободным входом ТТЛ-вентиля, имеющим потенциал 1,6В, то вследствие высокого входного сопротивления устройства потенциал шины 13 становится равным 1,6 В (вместо 1,О В в состоянии Обрыв) .

Напряжение на выходе повторителя 1 будет 1,6-0,,9 В, что меньше и и вентиль 2 закрыт. Папряжение на выходе повторителя 8 равно 1,6+0,7 2,3 В, что больше Uv,, и вентиль 3 открыт, а вентили 4 и 5 закрыты. Сегменты о , -& , с , d , 6 и | индикатора 6 - погашены. Напряжение на выходе повторителя 9 1,6 Ь , что выше Uy,. В результате вентиль 11 открыт, а вентиль 10 закрыт, поэтому в отличие от состояния Обрыв в состоянии Свободный вход не светится и сегмент g индикатора 6.

Таким образом предлагаемое устройство позволяет однозначно индицировать пять состояний на выходах ТТЛмикросхем вместо четырех у известного. Кроме того, из-за высокого входного сопротивления, входные токи устройства в режимах контроля как логической единицы, так и логического нуля не превышает 50 мкА.(базовые токи транзисторов V и f. Это позволяет расширить функциональные возможности устройства и позволяет более эффективно использовать его при контроле логических состояний цифровых устройств, в т.ч. построенных на маломощных ТТЛ- и КМОП-интегральных схемах.

Формула изобретения

Устройство для контроля цифровых схем по авт. св. № 788077, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства, оно содержит второй и третий эмиттерные повторители, пятый и шестой вентили и резистор смещения, причем вход второго эмиттерного повторителя соединен со входом первого эмиттерного повторителя и через резистор смещения - с общей